克里斯蒂安·耶茨《对话》 信用:光之泉/穿梭者股票 当我被要求为英国广播公司第四电台的节目“或多或少”计算世界上非典冠状病毒的总量时，我承认我不知道答案会是什么
我妻子建议它有奥林匹克游泳池那么大
“要么这样，要么一茶匙，”她说
“这类问题通常是这样或那样的
" 那么如何着手计算总体积的近似值呢？幸运的是，我对这些大规模的粗略估算有了一些了解，并为我的书《生与死的数学》做了一些这样的估算
在我们开始这个特殊的数字之旅之前，我应该清楚，这是一个基于最合理假设的近似值，但我很乐意承认可能有地方可以改进
那么从哪里开始呢？我们最好先计算一下世界上有多少SARS-CoV-2粒子
为此，我们需要知道有多少人被感染
(我们假设人类而不是动物是病毒最重要的宿主
) 根据统计网站《我们的数据世界》，每天有50万人的冠状病毒检测呈阳性
然而，我们知道许多人不会被包括在这一统计中，因为他们没有症状或者选择不接受检测——或者因为在他们的国家没有广泛的检测
使用统计和流行病学模型，健康度量和评估研究所估计每天被感染的真实人数大约是300万
每个目前被感染的人携带的病毒量(他们的病毒载量)取决于他们被感染的时间
平均而言，病毒载量被认为在感染后六天左右上升并达到峰值，之后稳步下降
在所有现在被感染的人中，昨天被感染的人在总数中所占的比例很小
前几天被感染的人会贡献更多一点
三天前被感染的人更多一点
平均来说，六天前被感染的人病毒载量最高
对于七天、八天或九天前被感染的人来说，这种贡献将下降，以此类推
我们需要知道的最后一件事是人们在感染过程中任何时候所携带的病毒粒子的数量
因为我们大致知道病毒载量是如何随时间变化的，所以有一个病毒载量峰值的估计就足够了
一项未发表的研究获取了受感染猴子的一系列不同组织中每克病毒颗粒数量的数据，并放大了代表人类的组织尺寸
他们对病毒载量峰值的粗略估计在10亿到1000亿病毒粒子之间
让我们使用较高的估计值，以便我们在最后得到对总容量的高估
当你把前几天感染的300万人中每一个人的病毒载量的所有贡献相加(假设这300万的比率大致不变),那么我们发现在任何时候世界上大约有25亿个病毒粒子(2x10 ⁸或20亿个)
这听起来是一个很大的数字，而且确实如此
这与地球上沙粒的数量大致相同
但是在计算总体积时，我们必须记住非典病毒粒子非常小
直径估计在80至120纳米之间
一纳米是十亿分之一米
从长远来看，SARS-CoV-2的半径大约是人类头发的1000倍
让我们在随后的计算中使用100纳米直径的平均值
为了计算出单个球形病毒粒子的体积，我们需要使用球体体积的公式，毫无疑问，每个人都知道这个公式: V = 4 π r3/3 假设非典病毒的半径为50纳米(在估计范围的中心)，单个病毒粒子的体积为523，000纳米
将这个非常小的体积乘以我们之前计算的非常大的粒子数，并转换成有意义的单位，得到大约120毫升的总体积
如果我们想把所有这些病毒粒子放在一个地方，那么我们需要记住球体不能完美地组装在一起
封闭球形包装 如果你想到你可能在杂货店看到的橙子金字塔，你会记得它占据的很大一部分空间是空的
事实上，你能做的最大限度地减少空的空间是一个被称为“封闭球体包装”的配置，其中空的空间占总体积的26%
这使得SARS-CoV-2粒子的总聚集体积增加到大约160毫升——很容易小到足以装入大约六个小玻璃杯
即使取直径估计值的上限，并考虑到尖峰蛋白的大小，所有的非典冠状病毒2型仍然不能填满一个可乐罐
事实证明，SARS-CoV-2的总体积介于我妻子对茶匙和游泳池的粗略估计之间
令人惊讶的是，在过去的一年里，所有的麻烦、混乱、艰难和生命的丧失都可能成为历史上最糟糕的饮料
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